本发明专利技术公开一种磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池及其正极、负极的制造方法。所述电池包括正极和负极，所述正极的制备材料包括磷酸锰锂或硅酸锰锂；所述负极的制备材料包括钛酸锂。所述正极的制造方法包括：在８０重量份去离子水中加入０．１～３．５重量份阿拉伯胶和０．１～３重量份改性聚氧化乙烯并高速搅摔４０分钟；在上述材料中加入３～７．５重量份导电剂并再高速搅摔１小时；在上述材料中加入１００重量份磷酸锰锂或硅酸锰锂粉状料并高速搅摔２小时，得到正极活性材料的涂布浆料，用于极片的涂布制造。本发明专利技术首次提出用磷酸锰锂或硅酸锰锂正极与钛酸锂负极组成一种具安全性和高效放电能力的锂离子二次电池体系。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池，特別是涉及一种磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型 电池及其正负极的制造方法。
技术介绍
化学电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其 他容器或复合容器的部分空间。随着社会的进步，化学电池被应用在越 来越多的领域中，包括目前的电动汽车和混合电动汽车。所述电动汽车和混合电动汽车所用的电池体系有镍氢电池体系、钴 酸锂电池体系、锰酸锂电池体系、三元材料(镍钴锰锂)电池体系、磷 酸亚铁锂电池体系等。以上电池体系分别对应的不足之处为4臬氬电池体系电池电压低(1.2V)、钴酸锂电池体系安全性差(有着火、爆炸危险)、锰酸锂电池体系电池在存储期间容量自衰减快、三元材料(4臬钴锰锂)电池体系循环寿命不够长(300至800次)、磷酸亚铁锂电池体系能量密度低等。其中，磷酸亚铁锂体系虽然具有高安全性和长使用寿命的优点，但与石墨负极配合成电池其放电电压平台为3.2V，不能提供较高电压的放电平 乡近来，随着人们对电极材料在电池的电性能和物理性能方面的认识 逐渐增多，专利技术人研究发现所述磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池的电化 学循环性能良好，放电电压平台较高，与石墨负极配合成电池可以达到 4V以上。但是，所述磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池采用石墨材料作为电池 负极，而石墨材料存在燃烧、变形的隐患，导致磷酸锰锂或硅酸锰锂动 力型电池在整体上仍然不安全；并且，应用于大功率动力产品时，比如电动汽车，采用石墨材料作为电极的锂电池的放电能力存在不足。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种磷酸锰锂或硅酸锰锂动力 型电池及其正负极的制造方法，所述电池具有较高的安全性和更高效的 放电能力。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种磷 酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池，包括正极和负极，所述正极的制备材料 包括磷酸锰锂或硅酸锰锂；所述负极的制备材料包括钬酸锂。其中，所述正极或负极的制备材料中还包括粘结剂，所述粘结剂包 括阿拉伯胶和改性聚氧化乙烯，所述粘结剂的溶剂是水。其中，所述正极材料包括以下重量份材料磷酸锰锂或硅酸锰锂 IO(H分；阿拉伯月交0.1~3.5<分；改性聚氧化乙烯0.1~3<分；导电剂 3~7.5份；所述负极材料包括以下重量份材料钛酸锂100份；导电 剂1~10份；羧曱基纤维素钠1 ~ 5份；丁苯橡胶2 ~ 8份。其中，所述正极和负极的制备材料中进一步添加导电剂，所述导电 剂是纳米导电碳纤维、碳纳米管或导电碳物质，并且所述导电剂中包括 三氧化二铝，添加量为0.01%~3%重量份。其中，所述电池包括自阻燃型硬质聚氯乙烯塑料、或改性自阻燃型 硬质聚氯乙烯塑料的密封材质，所述正极和负极固定在所述密封材料所 制得的壳体上，所述正极厚度为50 ~ 250jim,负极厚度为50~230jum。其中，所述壳体内空间包括电池隔膜、正极集流体、负极集流体、 电解液，所述电池隔膜是单层聚乙烯微孔隔膜或三层复合聚丙烯/聚乙烯 /聚丙烯微孔隔膜，所述正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，所述电 解液包括溶剂和添加剂，所述溶剂包括以下至少一种材料碳酸乙烯酯、 碳酸曱乙酯、磷酸丙烯酯、碳酸二曱酯、碳酸二乙酯、碳酸曱丙酯、乙 酸乙酯，所述添加剂包括以下至少一种材料锂盐六氟磷酸锂、丙磺酸 内酯、碳酸乙烯亚乙酉旨(乙烯基碳酸亚乙酯，VEC)、亚硫酸乙烯酯、碳 酸亚乙烯酯或硅胺烷类，其中锂盐六氟磷酸锂的盐浓度为0.8~ 1.3mol。其中，所述正极的磷酸锰锂或硅酸锰锂制备材料经过金属掺杂，其表达式是LiG.x)MxMnP04,其中，M是钴、镍、镁、镉、钛、铜、铝、 或者其表面经碳包覆并石墨化的磷酸锰锂或硅酸锰锂。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种前述电池的正极的制造方 法，包括步骤在80重量份去离子水中加入0.1-3.5重量份阿拉伯胶 和0.1 ~ 3重量份改性聚氧化乙烯并高速搅摔；在上述材料中加入3 ~ 7.5 重量份导电剂并再高速搅摔；在上述材料中加入100重量4分磷酸锰锂或 硅酸锰锂粉状料并高速搅摔，得到正极活性材料的涂布浆料；将上述所 制得的浆料用砂磨机砂磨，砂磨所得浆料用去离子水调节粘度至3000 至4000厘泊，用于极片的涂布制造，其中正极集流体选用铝箔，极片 辊压后厚度在70 ~ 300jim,压实密度为1.0~3.5g/cm3。其中，所述正极的制备材料进一步包括硅酸钒锂Li^"M x V2(Si04)3 其中，M是钴、镍、镁、镉、钛、铜或铝，X代表数值，其大小为0<X<1。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种前述电池的负极的制造方 法，包括步骤在去离子水中加入1-5重量份羧甲基纤维素钠并进行 高速搅摔；在上述材料中加入1 10重量份导电剂并搅拌；调节上述材 料的粘度至1200-2000厘泊，用于负极极片的涂布，其中负极集流体 选用铜箔，涂布的极片辊压厚度在60 - 280pm，压实密度在1.0 ~ 2.9g/cm3。本专利技术的有益效果是区别于现有技术锂离子电池因采用石墨作为 负极而导致安全性和放电能力较低的技术问题，本专利技术首次提出用磷酸 锰锂或硅酸锰锂正极与钛酸锂负极组成一种具安全性和高效放电能力 的锂离子二次电池体系，其中磷酸锰锂或硅酸锰锂作为本专利技术的磷酸锰 锂或硅酸锰锂动力型电池的正极活性材料具有耐过充O30V)、不燃烧、 不爆炸、高温时无氧逸出的性能；而其橄榄型的晶体分子结构在电池充 放电过程中，锂离子嵌入与脱出时不会变形，因此具有极高的安全性、 使用耐久性和可靠性；本专利技术选用钛酸锂作为负极活性材料，与现有大 量商业化的石墨负极相比，因钛S吏锂分子中不含碳元素，本身不会燃烧， 因此安全性高；而且在本专利技术电池充放电过程中，锂离子进入与脱出负极时钛酸锂的非层状的晶体结构不会出现变形，避免现有技术电池因釆用石墨负极而出现变形的技术问题；此外钛酸锂的非层状晶体结构特别 有利于锂离子进入与脱出，因此具有良好的高倍率放电能力，如30C以 上的放电能力，是现有采用石墨负极的锂离子电池无法达到的。并且放 电电压平台为3.2V,高出磷酸亚铁锂(与钛酸锂配合成电池，放电平台 为2.2V)30。/。以上，可逆容量达145mAh/g(对应正极为磷酸锰锂，负极为 钛酸锂)和250—280 mAh/g (对应正极为硅酸锰锂，负极为钛酸锂)以 上；由于采用磷酸锰锂或硅酸锰锂正极与钛酸锂负极，本专利技术锂离子电 池还具有长循环寿命和低成本的技术效果，有望替代磷酸亚铁锂成为新 兴的电动电源。附图说明图l是本专利技术磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池的正极的制造方法流 程图2是本专利技术磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池的负极的制造方法流 程图3是本专利技术磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池中电芯一 实施方式的 结构示意图4是图3中单个巻绕体的截面示意图5是本专利技术磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池采用叠片结构的截面 示意图。具体实施例方式专利技术人研究发现，磷酸亚铁锂与石墨负极配合成电池其放电电压平 台为3.2V，磷酸亚铁锂(硅酸锰锂)与钛S吏锂配合成电池其放电电压平 台为2,2V;磷酸锰锂(硅酸锰锂)与石墨负极、钛酸锂配合成电池其放 电电压平台分别4.0V, 3.2V。 '因此，本专利技术提供一种磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池，包括正极 和负极，所述正极的制备材料包本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磷酸锰锂或硅酸锰锂动力型电池，包括正极和负极，其特征在于： 所述正极的制备材料包括磷酸锰锂或硅酸锰锂； 所述负极的制备材料包括钛酸锂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张贵萍，吴永文，吴有星，黄子欣，李振，姚培新，邓刚，曾国权，
申请(专利权)人：张贵萍，优科能源漳州有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。